TY  - THES
A1  - Läsker, Katharina
T1  - The influence of the short-chain fatty acid butyrate on "Signal transducer and activator of transcription 3" (STAT3) and selected inflammatory genes in the colon carcinoma cell line CACO-2 cultured in 2D and 3D
T1  - Der Einfluss der kurzkettigen Fettsäure Butyrat auf "Signal Übermittler und Aktivator der Transkription 3" (STAT3) und ausgewählte an der Entzündung beteiligte Gene in der Dickdarmkrebszelllinie CACO-2 im 2D- und 3D Modell
N2  - A disturbance in the symbiotic mutualism between the intestinal microbiome and the human host’s organism (syn. dysbiosis) accompanies the development of a variety of inflammatory and metabolic diseases that comprise the Metabolic Syndrome, chronic inflammatory gut diseases like Crohn’s disease, Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) and cardiovascular diseases, among others. The changed uptake and effectiveness of short chain fatty acids (SCFAs) as well as an increase of the intestinal permeability are common, interdependent disease elements in this regard. Short chain fatty acids are end-products of intestinal bacterial fermentation and affect the mucosal barrier integrity via numerous molecular mechanisms.
There is evidence to suggest, that SCFAs have a modulating influence on Signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) in intestinal epithelial cells. STAT3 is a central gene-transcription factor in signaling pathways of proliferation and inflammation. It can be activated by growth factors and other intercellular signaling molecules like the cytokine Oncostatin M (OSM). The mode of STAT3’s activation exhibits, finally, a decisive influence on the immunological balance at the intestinal mucosa. Therefore, the posttranslational modification of STAT3 under the influence of SCFAs is likely to be a very important factor within the development and -progression of dysbiosis-associated diseases.
In this study, a clear positive in vitro-effect of the short chain fatty acid butyrate on the posttranslational serine727-phosphorylation of STAT3 and its total protein amount in the human adenocarcinoma cell line CACO2 is verified. Moreover, an increased gene expression of the OSM-receptor subunit OSMRβ can be observed after butyrate incubation. Histone deacetylase inhibition is shown to have a predominant role in these effects. Furthermore, a subsequent p38 MAPK-activation by Butyrate is found to be a key molecular mechanism regarding the STAT3-phosphorylation at serine727-residues. To consider the portion of butyrate receptor signaling in this context in future assays, a CACO-2 cell 3D-culture model is introduced in which an improvement of the GPR109A-receptor expression in CACO-2 cells is accomplished.
N2  - Eine Störung der symbiotischen Wechselbeziehung zwischen dem Darmmikrobiom und dem Wirtsorganismus (syn. Dysbiose) begleitet die Entwicklung vieler verschiedener entzündlicher und metabolischer Erkrankungen. Zu ihnen zählen unter anderem das Metabolische Syndrom, chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie M. Crohn, die Nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) und kardiovaskuläre Erkrankungen. Eine veränderte Aufnahme und Wirkung von kurzkettigen Fettsäuren (Short-chain fatty acids = SCFAs) und eine Schwächung der Darmbarriere bedingen sich in diesem Zusammenhang gegenseitig. Kurzkettige Fettsäuren sind Endprodukte des bakteriellen Stoffwechsels und beeinflussen die Integrität der Darmbarriere über eine Vielzahl molekularer Mechanismen. 
Es gibt Hinweise darauf, dass kurzkettige Fettsäuren einen modulierenden Einfluss auf „Signal transducer and activator of transcription 3“ (STAT3) in intestinalen epithelialen Zellen ausüben. STAT3 ist hier ein zentraler Gentranskriptionsfaktor in proliferations- und entzündungsregulierenden Zellsignalwegen. Er kann durch Wachstumsfaktoren und andere interzelluläre Botenstoffe, wie beispielsweise das Zytokin Oncostatin M (OSM), aktiviert werden. Die Art der Aktivierung von STAT3 wirkt sich nicht zuletzt entscheidend auf die immunologische Balance an der Darmbarriere aus. Die Modifikation von STAT3 durch kurzkettige Fettsäuren ist aufgrund dessen mit hoher Wahrscheinlichkeit ein sehr wichtiger Faktor im Hinblick auf Entstehung und Progression der im Zusammenhang mit einer Dysbiose stehenden Erkrankungen.
In dieser Arbeit kann eine klare Steigerung der posttranslationalen Phosphorylierung von STAT3 an den Serin-Molekülendungen der Position 727 sowie eine Steigerung der Gesamtproteinmenge von STAT3 in der humanen Karzinomzellline CACO2 in vitro durch Butyrat-Inkubation gezeigt werden. Weiterhin wird unter Butyrat-Einfluss auch die Genexpression der OSM-Rezeptor-Untereinheit OSMRβ gesteigert. Diese Effekte können größtenteils auf den Mechanismus der Histondeacetylase-Hemmung durch Butyrat zurückgeführt werden. Die in der Folge erhöhte P38 MAPK-Phosphorylierung durch Butyrat ist in Bezug auf die Serin727-Phosphorylierung an STAT3 entscheidend beteiligt. Um in künftigen Assays auch den möglichen Einfluss der Butyrat-Rezeptor-Wirkung in diesem Zusammenhang besser zu erfassen, wird ein 3D-Zellkultur Ansatz getestet und in diesem eine verbesserte Expression des Butyrat-Rezeptors GPR109A in CACO-2-Zellen erreicht.
KW  - Butyrate <Buttersäuresalze>
KW  - Signaltransduktion
KW  - Darmepithel
KW  - Cytokine
KW  - MAP-Kinase
KW  - butyrate
KW  - signal transduction
KW  - p38 MAPK
KW  - STAT3
KW  - intestinal barrier
KW  - 3 dimensional cell culture model
KW  - CACO-2
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-300389
ER  - 
TY  - THES
A1  - Neun, Tilmann Alexander
T1  - Butyrateffekte auf die Adenom-Karzinom-Sequenz beim Kolonkarzinom - HDGF ("hepatoma derived growth factor")
T1  - Effects of butyrate on adenom-carcinom-sequence in colon cancer - HDGF "hepatoma-derived growth factor")
N2  - Untersuchung der Butyrateffekte auf die Genexpression von Zellkulturen während der Adenom-Karzinom-Sequenz mit Hilfe von Microarrays. Analyse des HDGF-Genclusters. Verwendete Zellkulturen Geki2, HT29 und SW620
N2  - Examination of butyrate effects on genexpression of cellculteres during adenom-carcinom-sequence by use of microarrays. Analysis of hdgf-gencluster. USed cellcultures Geki2, HT29 und SW620.
KW  - Butyrat
KW  - Kolonkarzinom
KW  - Adenom-Karzinom-Sequenz
KW  - Wachstumsfaktoren
KW  - HDGF
KW  - Hepatoma-derived growth factor
KW  - Adenom-carcinom-sequence
KW  - growthfactors
KW  - HDGF
KW  - butyrate
KW  - colon cancer
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-49177
ER  - 
TY  - THES
A1  - Strack, Christina Elisabeth
T1  - Modulation der Genexpression des antimikrobiellen Peptids LL-37 in Abhängigkeit von exogenen Faktoren
T1  - Effects of Vitamin D3, Butyrate and Intestamin® on expression of Cathelicidin gene camp
N2  - In ständigem Kontakt mit zahlreichen Mikroorganismen benötigt unser Körper eine Vielzahl an Mechanismen zur Abwehr krankheitserregender Keime. Antimikrobielle Peptide unterstützen als Effektormoleküle die einzellige Epithelschicht des Darms, die als Mukosabarriere unseren Körper vor dem Eindringen pathogener Keime bewahrt. Die Expression des antimikrobiellen Peptids LL-37, auch Cathelicidin genannt, stellt eine Strategie des angeborenen Immunsystems zur Abwehr von Mikroorganismen im Kolon dar. Die Expression des Cathelicidin Gens camp kann, wie in der vorliegenden Arbeit untersucht wurde, durch exogene Faktoren, wie die biologisch aktive Form des Vitamin D3, das 1,25(OH)2D3, die kurzkettige Fettsäure Butyrat und das Ernährungssupplement Intestamin®, angeregt werden. Die Stimulation der Zellen mit den genannten Substanzen führte in allen gestesteten Zelllinien zeit- und dosisabhängig zu einer Steigerung der Expression des Cathelicidin Gens. Die Induktion der camp-Expression durch 1,25(OH)2D3 wird durch die Existenz eines Vitamin D Response Elements (VDRE) in der Promoterrregion des camp-Gens begründet, an das der Vitamin D-Rezeptor Komplex als ligandenabhängiger Transkriptionsfaktor bindet und die Genexpression vermittelt. Die Auswirkungen von Butyrat auf die Genexpression des Cathelicidins werden auf die Modifikation des Acetylierungsstatus der Histonproteine zurückgeführt. Butyrat bewirkt durch eine reversible Hemmung der Histondeacetylase die Hyperacetylierung bestimmter Kernhistone und greift auf diese Weise in die Regulation der Gentranskription ein. Das enterale Ernährungssupplement Intestamin®, das als Pharmakonutrition speziell für schwerkranke Patienten entwickelt wurde, ist reich an Glutamin-Dipeptiden, Tributyrin und Antioxidantien. Der Effekt, den Intestamin® auf die Expression des Cathelicidin Gens ausübt, ist wahrscheinlich auf Tributyrin zurückzuführen. Tributyrin, der Ester aus Glycerin und Butyrat, wird durch Hydrolyse zu Butyrat umgesetzt und bewirkt vermutlich die Steigerung der camp-Expression. Eine Co-Stimulation von GEKI 02 Zellen mit 1,25(OH)2D3 plus Butyrat erzielte nach 48 Stunden eine weitere Steigerung der Expression des Cathelicidin Gens gegenüber beiden Einzelsubstanzen. In allen anderen getesteten Zelllinien zeigte sich keine synergetische Wirkung der beiden Substanzen. Auch eine Co-Stimulation mit Intestamin® plus Butyrat konnte nicht zu einer stärkeren Zunahme der camp-Expression führen als eine Behandlung mit beiden Einzelsubstanzen. Eine synergetische Wirkung der Substanzen 1,25(OH)2D3 und Butyrat in GEKI 02 Zellen könnte durch die Acetylierung der Histone bedingt sein, die eine Auflockerung der Chromatinstruktur bewirkt, was wiederum die Bindung von Transkriptionsfaktoren wie dem Vitamin D-Rezeptor Komplex erleichtert. Die fehlende synergetische Wirkung in allen anderen getesteten Zelllinien könnte mit der Tatsache in Zusammenhang stehen, dass die Induktion der camp-Expression zeitabhängig ist: Vitamin D3 erzielte nach 24 Stunden, Butyrat nach 48 Stunden die deutlichsten Auswirkungen auf die Genexpression des Cathelicidins. Der Einfluss des MEK/ERK Signalweges auf die durch 1,25(OH)2D3, Butyrat und Intestamin® induzierte camp-Expression wurde in den durchgeführten Versuchen mittels des spezifischen MEK 1/2 Inhibitors U0126 untersucht. U0126 blockierte die Induktion des Cathelicidin Gens durch Intestamin® und Butyrat, was die Beteiligung des Signalweges MEK/ERK belegt. Vitamin D3 dagegen übt seinen Einfluss auf LL-37 nicht über den Signalweg MEK/ERK aus. Obwohl Vitamin D3 und Butyrat die Expression des Cathelicidin Gens camp induzieren, konnte die Inkubation der Zellen mit beiden Substanzen die antimikrobielle Aktivität der Kolonepithelzellen gegenüber E.coli im Vergleich zu unbehandelten Kontrollzellen nicht steigern. Ursächlich hierfür könnte neben der Wahl eines apathogenen Bakterienstammes das Mikromilieu der Umgebung sein. Außer der Konzentration des Peptids spielen insbesondere der pH-Wert und die Salzkonzentration des Kulturmediums eine wichtige Rolle, da sie die Ausbildung der Sekundärstruktur, nämlich der &#945;-helikalen Konformation, des LL-37 beeinflussen, die für die Interaktion mit Biomembranen erforderlich ist. Aufgrund der zunehmenden Resistenzentwicklung von Bakterien gegenüber herkömmlichen Antibiotika, wächst das Interesse an der Erforschung antimikrobieller Peptide. Exogene Faktoren wie 1,25(OH)2D3, Butyrat und Intestamin® können eine Steigerung der Expression des Cathelicidin Gens erzielen. Ob sich dieser Effekt allerdings auch in-vivo zeigt und eventuell therapeutischen Einsatz finden könnte, müssen weitere Studien klären.
N2  - Defence of mucosal and epithelial surfaces against microbial pathogens involves the innate and adaptive immune response. The single cell layer of the colonic epithelium produces an array of immune modulators, including antimicrobial peptides, such as cathelicidins, that participate in the innate immune system. The aim of the present study was to analyse the effect of calcitriol, the histon-deacetylase inhibitor butyrate and the enteral pharmaconutrition supplement Intestamin® on the expression of the cathlicidin gene camp. After exposure to these stimuli a time and dose dependent induction of the expression of the cathelicidin gene was found in all investigated colorectal cell lines. The effect of calcitriol, 1,25(OH)2D3, is mediated by the vitamin D response element (VDRE) in the camp promoter that was bound by the vitamin D receptor (VDR). The induction of cathelicidin expression after treatment with butyrate is attributed to a reversible inhibition of histone deacetylases resulting in modulation of core histone and non-histone proteins and subsequent regulation of the gene transcription. The enteral pharmaconutrition supplement Intestamin® contains glutamine, antioxidant vitamins and tributyrin. The increased cathelicidin level after treatment with Intestamin® are ascribed to tributyrin because tributyrin is a novel structured lipid composed of three molecules of butyrate esterified with glycerol that induces the cathelicidin gene camp after hydrolysis to butyrate. When colorectal cells GEKI 02 were stimulated with 1,25(OH)2D3 plus butyrate, a further increase of cathelicidin expression was seen after 48 hours. This effect was not seen for the incubation with Intestamin® plus butyrate. Changes in the acetylation status of core histone and non-histone proteins caused by butyrate that enhance binding of the vitamin D receptor complex as a transcription factor might be responsible for the synergistic effect of butyrate and calcitriol. To determine the influence of the MEK/ERK signalling pathway in the investigated cell lines the specific MEK/ERK inhibitor U0126 was utilized. Inhibition of the MEK/ERK pathway blocked butyrate- and Intestamin®-induced cathelicidin expression while no effect was observed for calcitriol. Although incubation with vitamin D3 and butyrate increased cathelicidin expression, the antimicrobial activity against E.coli could not be enhanced in the investigated colorectal cells. This might be caused by selection of a commensal bacterium and the absence of relevant microenvironmental stimuli because the antibacterial activity correlates with the extent of &#945;-helicity, which is influenced by ion composition, pH, and peptide concentration. Due to the fast development of bacterial resistance to traditional antibiotics, there is increasing interest in the research on antimicrobial peptides. Exogenic factors like 1,25(OH)2D3, butyrate and Intestamin® can enhance an expression of the cathelicidin gene. Further in vivo studies, however, are necessary to verify this effect for the potential future therapeutic application.
KW  - Calcitriol
KW  - Vitamin D3
KW  - LL-37
KW  - Cathelicidin
KW  - Antimikrobielle Peptide
KW  - Butyrat
KW  - Intestamin®
KW  - LL-37
KW  - cathelicidin
KW  - antimicrobial peptide
KW  - butyrate
KW  - Intestamin®
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-38956
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weihrauch, Marc-Andreas Günter
T1  - Butyrat moduliert die Expression der Nicht-Histon-Proteine HMGA1, HMGN1 und HMGN2 in humanen Adenokarzinomzellen des Kolons und des Magens
T1  - Modulation of mRNA expression of high mobility group (HMG) proteins by the short chain fatty acid butyrate in human gastrointestinal carcinoma cells
N2  - In maligne transformierten Zellen fördert die kurzkettige Fettsäure Butyrat Differenzierung, induziert Apoptose und hemmt Proliferation. Dabei moduliert Butyrat die Expression von verschiedenen Zellzyklus- und Apoptoseregulatoren. Wie Butyrat seine Wirkungen auf chromosomaler Ebene vermittelt, ist bisher nicht ausreichend geklärt. Bekannt ist, dass Butyrat Histondeacetylasen nichtkompetetiv hemmt und durch Hyperacetylierung von nukleären Histonproteinen die Chromatinstruktur moduliert. Die „high-mobility-group“ (HMG) Proteine sind neben Histon-Proteinen strukturelle Bestandteile des Chromatins. Die vermehrte Expression des HMGA1-Proteins ist eine Gemeinsamkeit vieler humaner Malignome und die HMGA1-Proteinfamilie wurde selbst als neue Gruppe von Onkogenen erkannt. Die HMGA1 Proteine beeinflussen die Expression zahlreicher Gene und stehen selbst wiederum unter der Kontrolle von Onkogenen, wie z.B. dem c-myc. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Butyrat und der Histon-deacetylase-Inhibitor Trichostatin A die Expression von HMGA1 in humanen Adenokarzinomzellen des Gastrointestinaltraktes modulieren. Butyrat-Konzentrationen von 2mM und 4mM führten erstmals nach 24-stündiger Inkubation zu einer deutlichen Reduktion der mRNA-Expression von HMGA1. In der Magenkarzinomzelllinie 23132/87 und der Kolonkarzinomzelllinie Sw-480 wird die HMGA1 mRNA Expression durch Butyrat zeit- und dosisabhängig reduziert. In der Kolonkarzinomzelllinie Sw-620 konnte für die untersuchten Konzentrationen keine Dosisabhängigkeit festgestellt werden. Auch Trichostatin A bewirkt eine Reduktion der mRNA-Expression von HMGA1 in den untersuchten Zelllinien. Wie Butyrat die Expression von HMGA1 moduliert, ist nicht geklärt. Denkbar ist, dass Butyrat über Modulation vorgeschalteter Signalkaskaden, wie z.B. im Falle des c-myc, die HMGA1-Expression beeinflusst. Aber auch über eine Modulation der Chromatinstruktur durch Hemmung der Histondeacetylasen mit nachfolgenden Veränderungen der Expression verschiedener Gene könnte Butyrat die Expression von HMGA1 beeinflussen. Da die gleiche Wirkung auf die HMGA1-Expression durch den spezifischen Histondeacetylase-Inhibitor Trichostatin A vermittelt wird, könnte die Hemmung dieser Enzyme der Mechanismus sein, über den Butyrat seine Wirkungen ausübt. In vitro- und in vivo- Untersuchungen zeigen, dass eine Hemmung der HMGA1-Proteinsynthese die maligne Transformation verhindern, das metastatische Potential verringern und sogar das Wachstum bereits existenter Tumoren verlangsamen kann. Der protektive Effekt von Butyrat hinsichtlich der malignen Transformation und die Wirkung von Butyrat auf bereits maligne transformierte Zellen könnten zumindest teilweise dadurch erklärt werden, dass Butyrat die Expression von HMGA1 in Tumorzellen reduziert und damit dessen malignes Potential vermindert. Auch die Nicht-Histon-Proteine HMGN1 und HMGN2 stellen wichtige strukturelle Elemente des Chromatins dar. Sie werden sowohl in Normalgewebe als auch in maligne transformierten Zellen exprimiert. Auch die untersuchten Zelllinien Sw-480, Sw-620 und 23132/87 exprimieren HMGN1 und HMGN2. Signifikante Unterschiede zwischen der Primärtumorzelllinie Sw-480 und der Metastasenzelllinie Sw-620 des Sw-480 Kolonkarzinoms waren nicht feststellbar. Sowohl Butyrat als auch Trichostatin A senken in den untersuchten Karzinomzelllinien die Expression von HMGN1- bzw. HMGN2-mRNA, wobei dieser Effekt teilweise zeit- und dosisabhängig ist. Da die gleiche Wirkung auf die Expression von HMGN1 und HMGN2 durch den spezifischen Histondeacetylase-Inhibitor Trichostatin A vermittelt wird, könnte die Hemmung der Histondeacetylasen auch in diesem Fall der Mechanismus sein, über den Butyrat seine Wirkungen ausübt. Es gibt zunehmend Hinweise, dass HMGN1 und HMGN2 und die Modulation ihrer Expression eine bedeutende Rolle bei der Regulation zellulärer Vorgänge, wie z.B. Transkription und Replikation, haben. Nachdem in den letzten Jahren gezeigt wurde, welche Bedeutung Veränderungen der Chromatinstruktur durch Modifikation der Histonproteine für die Karzinogenese haben, ist zu vermuten, dass auch die Modulation der Chromatinbestandteile HMGN1 und HMGN2 in diesem Zusammenhang von Bedeutung sein könnte. Über die Bedeutung der HMGN-Expression, deren Modulation bzw. die der posttranslationalen Modifikation in humanen Karzinomen ist bis jetzt wenig bekannt. Von Bedeutung könnte dabei z.B. die kürzlich nachgewiesene Butyrat-induzierte Hyperacetylierung von HMGN2 sein. Unklar ist noch das unterschiedliche Ausmaß der Acetylierung der HMGN-Proteine in verschieden differenzierten Karzinomen, der Vergleich zwischen Normalgewebe und maligne transformierten Zellen und die Dynamik der Acetylierung in der Tumorprogression. Denkbar ist, dass zumindest ein Teil der bekannten Wirkungen von Butyrat auf einer Modulation dieser Chromatinbestandteile mit nachfolgend veränderter Genexpression beruht.
N2  - Butyrate, a short-chain-fatty-acid (SCFA), is generated by anaerobic fermentation of undigested carbohydrates within the colon. In human carcinoma cells butyrate causes apoptosis, differentiation and growth inhibition. The molecular mechanisms by which butyrate mediates its effects are not yet fully understood. The family of non-histone nuclear proteins (high-mobility-group (HMG) proteins) is divided into three subfamilies, HMG-B, HMG-A and HMG-N, respectively. HMG-N proteins bind to chromatin and induce structural changes that affect DNA-dependent activities, such as transcription and replication. The HMG-A proteins are involved in gene expression during development and immune response. In normal epithelial cells HMG-A protein expression is low, however, HMG-A is overexpressed in several human carcinomas. In this study we examined the effects of butyrate on HMG protein expression in human gastrointestinal carcinoma cells. Treatment of human gastrointestinal carcinoma cells with butyrate and Trichostatine A led to a significant reduction of HMG-mRNA levels. The effect was observed in all examined cell lines, independent of origin or degree of differentiation. Butyrate mediates a wide range of effects in vitro and in vivo, such as inhibition of colon carcinogenesis and induction of apoptosis and differentiation. Modulation of the expression of transcription factors as well as the induction of changes within chromatin structure and composition are potential pathways of butyrate action. Butyrate is known to induce acetylation of core histones and non-histone nuclear proteins. Alterations of the chromatin structure caused by histone hyperacetylation or deacetylation may play an important role in changes of gene expression patterns and may consequently promote cancerogenesis. Modulation of HMG-mRNA expression constitutes an additional step in the modification of the chromatin structure. Therefore, it may at least in part be responsible for the wide range of butyrate associated effects.
KW  - Butyrat
KW  - Histon
KW  - HMG
KW  - Kolonkarzinom
KW  - butyrate
KW  - histone
KW  - HMG
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9150
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kreth, Florian
T1  - Modulation apoptose- und zellzyklusregulierender Faktoren in Kolonkarzinomzellen durch Butyrat und Acetylsalicylsäure
T1  - Modulation of cell cycle and apoptosis regulating factors in colon cancer cells by aspirin and butyrate
N2  - Epidemiologische Studien zeigen, daß eine regelmäßige Einnahme von Acetylsalicylsäure und eine ballaststoffreiche Ernährung die Inzidenz und Mortalität des kolorektalen Karzinoms senken. Ein Großteil der protektiven Ballaststoffeffekte wird der kurzkettigen Fettsäure Butyrat zugeschrieben, die durch bakterielle Fermentation von nicht-resorbierbaren Kohlenhydraten im Kolon entsteht. Butyrat und Acetylsalicylsäure modulieren eine Reihe von Faktoren, die den Zellzyklus und Apoptose regulieren. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß Acetylsalicylsäure und Butyrat in Kombination den Zellzyklusinhibitor p21 in Kolonkarzinomzellen synergistisch induzieren.
N2  - Aspirin and butyrate effect a growth arrest and an inductction of apoptosis in colorectal cancer cells. In this work it could be shown, that butyrate and aspirin in combination enhance the effects on the induction of the cdk inhibitor p21 compared with aspirin and butyrate alone.
KW  - Acetylsalicylsäure
KW  - Butyrat
KW  - Kolonkarzinom
KW  - Apoptose
KW  - p21
KW  - aspirin
KW  - butyrate
KW  - apoptosis
KW  - colon cancer
KW  - p21
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8320
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TY  - THES
A1  - Burzer, Klaus
T1  - Modulation der Expression von Integrin-Beta4, Interleukin-1Beta und HMGA in humanen kolorektalen Karzinomzellen durch Butyrat
T1  - Modulation of the expression of integrin-ß4, interleukin-1ß and HMGA in human colorectal carcinoma cells by butyrate
N2  - Das kolorektale Karzinom ist das zweithäufigste Karzinom in der westlichen Welt. Schutz bieten Ballaststoffe, die zu kurzkettigen Fettsäuren, wie zum Beispiel Butyrat, fermentiert werden. Wir konnten mittels Western Blot eine Verringerung der Genexpression der Proteine Integrin-ß4 (Zelladhäsionsfaktor), Interleukin-1ß (Entzündungsfaktor) und HMGA (Transkriptionsfaktor) ab 48 Stunden Inkubationszeit mit 2mmol/l Butyrat in der gut-differenzierten HT-29-, der entdifferenzierten SW-480-Kolonadenokarzinomzelllinie sowie deren Metastasenzelllinie SW-620 zeigen. Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass Butyrat die Zelladhäsion, die Progression, das metastatische Potential, die entzündliche Komponente und die Transkriptionsrate kolorektaler Karzinomzellen vermindert. Die erhöhte Expression der Proteine Integrin-ß4 und HMGA ist ein frühes Ereignis im Übergang zu malignen Formen. Somit könnten diese auch als diagnostische und prognostische Marker sowie als Ziel für Antikrebsmedikamente wie Butyrat dienen.
N2  - Colorectal cancer is one of the most frequent cancers in our industrialized world. Butyrate production from dietary fibers by fermentation is protective against it. By western blot we could demonstrate the diminution of gene expression of the proteins integrin-ß4 (cell adhesion factor), interleukin-1ß (inflammatory factor) and HMGA (transcription factor) after 48 hours of incubation with 2mmol/l butyrate in well-differentiated HT-29-, not-differentiated SW-480-colonic adeno carcinoma cell lines and its metastatic cell line SW-620. Our examinations show that butyrate diminishes the cell adhesion, progression, metastatic potential, inflammatory component and rate of transcription in colonic carcinoma cells. The increased expression of the proteins integrin-ß4 and HMGA is an early event in the transition to malignant forms. Thus they could serve as diagnostic and prognostic markers and as a target for anticancer drugs like butyrate.
KW  - Integrin-ß4
KW  - Interleukin-1ß
KW  - HMGA
KW  - Butyrat
KW  - Kolonkarzinom
KW  - integrin-ß4
KW  - interleukin-1ß
KW  - HMGA
KW  - butyrate
KW  - colorectal carcinoma
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7840
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kudlich, Theodor
T1  - Verstärkung Butyrat induzierter Apoptose in kolorektalen Karzinomzellen durch Aspirin und Tumor Nekrose Faktor alpha
T1  - Enhancement of butyrate induced apoptosis in colorectal carcinoma cells by aspirin and tumour necrosis factor alpha
N2  - Epidemiologische Studien weisen auf einen protektiven Einfluß einer ballaststoffreichen Ernährung gegenüber der Entstehung eines kolorektalen Karzinoms hin. Die kurzkettige Fettsäure Butyrat ist ein wichtiges Produkt bakterieller Fermentation von Ballaststoffen bzw. von unverdaubaren Kohlenhydraten im Kolon. Butyrat hat paradoxe Effekte auf Epithelzellen des Kolons: Haupternergieträger und Wachstumsstimulator normaler Mukosa einerseits, Proliferationshemmer und Apoptoseinduktor kolorektaler Karzinomzellen in vitro andererseits. Auch für NSAID wie Aspirin belegen epidemiologische Studien einen chemoprotektiven Effekt gegenüber dem Kolonkarzinom. Für das Zytokin TNFalpha werden einerseits apoptoseinduzierende Effekte für kolorektale Karzinomzellen in vitro beschrieben, jedoch gelten einige Kolonkarzinomzellinien als resistent gegen TNFalpha. Andererseits besitzt TNFalpha auch proinflammatorische und antiapoptotische Wirkung über Aktivierung des nukleären Faktors kappa B (NF-kappaB). In der vorliegenden Arbeit wurden die Einflüsse sowohl von Aspirin als auch von TNFalpha auf die durch Butyrat induzierte Apoptose an humanen kolorektalen Karzinomzellinien untersucht. Zu diesem Zweck wurde ein durchflußzytometrischer Annexin V – Propidiumjodid – Assay etabliert. Mit Hilfe dieses Assays konnte gezeigt werden, daß der Apoptose induzierende Effekt sich sowohl durch eine Kombination mit Aspirin als auch durch eine Kombination mit TNFalpha im Sinne einer additiven Wirkung steigern läßt. Der Einfluß von Butyrat auf die antiapoptotische Wirkung von TNFalpha über Modulation von NF-kappaB wurde in einem Electophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) untersucht. Die Verstärkung der Butyrat-induzierten Apoptose durch eine Kombination mit TNFalpha ist mit einer Hemmung der TNFalpha induzierten Aktivierung von NF-kappaB assoziiert. In einem RNase Protection Assay war auf mRNA-Ebene keine Beeinflussung der NF-kappaB abhängigen antiapoptotischer Faktoren (TRAF-1 und -2, c-IAP1 und 2 und XIAP) durch Butyrat nachweisbar. Die Verstärkung der Apoptose durch TNFalpha zeigt, daß Butyrat in seiner protektiven Wirkung in der Lage ist, neben einer direkten Beeinflussung der Kolonozyten auch auf körpereigene Signalwege zu wirken. Die Untersuchungen dieser Arbeit leisten einen Beitrag zur weiteren Klärung der molekularen Grundlagen der Butyratwirkung auf Kolonepithelzellen. Evtl. besteht in Zukunft die Möglichkeit, Butyrat als adjuvantes Therapeutikum bei Prävention und Therapie kolorektaler Karzinome zu verwenden.
N2  - Epidemiological studies suggest a protective effect of a high fibre enriched diet against the development of colorectal cancer. The short chain fatty acid butyrate is an important product of bacterial fermentation of fibres, respectively of undigested carbohydrates within the colon. Butyrate has paradoxical effects on colonic epithelial cells: main energy source and growth stimulus for normal mucosa on the one hand, inhibition of proliferation induction of apoptosis of colorectal carcinoma cells in vitro on the other hand. Also for NSAID like aspirin by epidemiological studies there is body of evidence for a chemo protective effect against colon cancer. For the cytokine TNFalpha apoptosis inducing effects on colorectal carcinoma cells in vitro are also described, but some colorectal carcinoma cell lines are considered to be reisstent to TNFalpha induced apoptosis. Furthermore, TNFalpha also has pro-inflammatory and anti-apoptotic properties by activating the nuclear factor kappa B. Aim of this work was to investigate the effects of aspirin and TNFalpha on the butyrate induced apoptosis in human colorectal carcinoma cell lines. For this reason a flow cytometric annexin V – propidium iodine – assay was established. It was possible to show by this assay that the apoptosis inducing effect of butyrate was enhanced to an additive effect by combining as well with aspirin as well as with TNFalpha. To further investigate whether butyrate influences the anti-apoptotic effect of TNFalpha by modulating NF-kappaB, an electrophoretic mobility shift assay (EMSA) was performed. The enhancement of butyrate induced apoptosis by combination with TNFalpha is associated with an inhibition of TNFalpha induced NF-kappaB activation. A RNase protection assay did show no influence of on the mRNA expression of NF-kappaB dependent factors (TRAF-1 and -2, c-IAP1 and 2, and XIAP). The enhancement of TNFalpha induced apoptosis demonstrates that the protective effects of butyrate not only are a result of direct influencing colonocytes but also by modulating signal cascades within the body. The results of this study support understanding the molecular effects of butyrate on colorectal epithelial cells. Maybe, in future there will be possibilities to use butyrate as an adjuvant therapeutic agent by prevention and therapy of colorectal carcinomas.
KW  - Kolonkarzinom
KW  - Apoptose
KW  - Butyrat
KW  - Aspirin
KW  - TNFalpha
KW  - colon cancer
KW  - apoptosis
KW  - butyrate
KW  - aspirin
KW  - TNFalpha
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7164
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